Question

如图，在等腰梯形ABCD中，ABDC，AB=3，DC=，高CE=2，对角线AC、BD交于H，平行于线段BD的两条直线MN、RQ同时从点A出发沿AC方向向点C匀速平移，分别交等腰梯形ABCD的边于M、N和R、Q，分别交对角线AC于F、G；当直线RQ到达点C时，两直线同时停止移动．记等腰梯形ABCD被直线MN扫过的图形面积为S₁、被直线RQ扫过的图形面积为S₂，若直线MN平移的速度为1单位/秒，直线RQ平移的速度为2单位/秒，设两直线移动的时间为x秒．
（1）填空：∠AHB=　 　；AC=　  ；
（2）若S₂=3S₁，求x；
（3）设S₂=mS₁，求m的变化范围．

Answer 1

解：（1）90°；4。
（2）直线移动有两种情况：0＜x＜及≤x≤2。

①当0＜x＜时，∵MN∥BD，∴△AMN∽△ARQ。
∵直线MN平移的速度为1单位/秒，直线RQ平移的速度为2单位/秒，
∴△AMN和△ARQ的相似比为1：2。
∴。∴S₂=4S₁，与题设S₂=3S₁矛盾。
∴当0＜x＜时，不存在x使S₂=3S₁。
②当≤x≤2时，
 ∵AB∥CD，∴△ABH∽△CDH。
∴CH：AH=CD：AB=DH：BH=1：3。
∴CH=DH=AC=1，AH═BH=4﹣1=3。
∵CG=4﹣2x，AC⊥BD，∴S_△BCD=×4×1=2
∵RQ∥BD，∴△CRQ∽△CDB。
∴。
又，
∵MN∥BD，∴△AMN∽△ADB。∴，
∴S₁=x²，S₂=8﹣8（2﹣x）²。
∵S₂=3S₁，∴8﹣8（2﹣x）²=3·x²，解得：x₁=（舍去），x₂=2。
∴x的值为2。
（3）由（2）得：当0＜x＜时，m=4，
当≤x≤2时，∵S₂=mS₁，
∴。
∴m是的二次函数，当≤x≤2时，即当时，m随的增大而增大，
∴当x=时，m最大，最大值为4；当x=2时，m最小，最小值为3。
∴m的变化范围为：3≤m≤4。

解析